Природознавство - Великий довідник школяра - 2019

Людина та середовище її життя
Тіла й речовини, що оточують людину
Речовини

Речовини — це те, із чого складаються тіла.

Органічні речовини належать до складу живих організмів і після їхньої загибелі розкладаються до неорганічних за участю мікроорганізмів — бактерій і грибів.

Властивості речовин

Фізичні властивості речовин

Агрегатний стан. У природі речовини перебувають у твердому, рідкому та газоподібному станах.

Теплопровідність — здатність речовини проводити тепло, або процес передавання теплоти внаслідок хаотичного теплового руху молекул та атомів.

Приклад цієї властивості речовин — нагрівання повітря в приміщеннях від руху гарячої води в тепломережі.

Найбільша теплопровідність у металів, найменша — у повітря.

Електропровідність. Речовини поділяються на провідники електричного струму (метали) та діелектрики (гума, пластмаса).

Температури плавлення та кипіння. Це температури, за яких речовини змінюють агрегатний стан з твердого на рідкий та з рідкого на газоподібний.

Хімічні властивості речовин

Речовини вступають у хімічні реакції — взаємодіють з іншими речовинами так, що в результаті утворюються нові сполуки.

Якщо на шматочок крейди капнути кислотою (наприклад хлоридною), то крейда зникне, залишаючи піну:

.

Органічні речовини (білки, жири, вуглеводи) вступають у складні біохімічні реакції. У результаті процесів біосинтезу організми синтезують сполуки для будування власних тіл. Органічні речовини можуть розпадатися на більш прості або неорганічні речовини. Різні класи органічних речовин можуть взаємоперетворюватися (вуглеводи — у жири і, навпаки, білки — у жири та вуглеводи).

Молекули. Атоми. Хімічні елементи

Молекули — дрібні частинки речовини, що зберігають її хімічні властивості. Молекули складаються з атомів. Атоми — дрібні хімічні неподільні частинки молекул, або дрібні частинки хімічного елемента.

Хімічний елемент представляють атоми того ж самого виду. Хімічні елементи прийнято позначати спеціальними символами, наприклад: Оксиген — О, Карбон — С, Гідроген — Н, Іод — I.

Молекула атмосферного кисню складається з двох атомів Оксигену — . Молекула води складається з двох атомів Гідрогену й одного атома Оксигену — . Алмаз і вугілля мають однакову хімічну формулу — С. Формула молекули вуглекислого газу — . Існують молекули, до складу яких належать сотні атомів, це, наприклад, білки.

Атоми мають складну будову: ядро, що складається з протонів і нейтронів, на певній відстані від якого рухаються електрони. У кожному атомі кількість протонів (позитивно заряджених частинок) дорівнює кількості електронів (негативно заряджених частинок). У цілому атом є електронейтральним, тому що в нейтронів заряду немає. Хімічні елементи мають сталу кількість протонів (заряд ядра) і відрізняються один від одного хімічними властивостями.

Молекули в речовинах перебувають на певній відстані одна від одної. Ця відстань визначає агрегатний стан речовини. Схематично це можна позначити так:

Під час нагрівання відстань між молекулами збільшується, а внаслідок охолодження або тиску — зменшується.

Рух молекул

Атоми та молекули в речовинах перебувають у постійному безладному русі. Тверді частинки речовини, розчиненої в рідинах або газах, постійно зіштовхуються з молекулами, що безладно рухаються, і змінюють напрямок свого руху. Це явище отримало назву броунівський рух за прізвищем англійського ботаніка Роберта Броуна, який описав його у 1827 р.

Дифузія

Візьмімо склянку з водою й обережно (по краю) налиймо в неї невелику кількість розчиненої акварельної фарби. Спочатку межа між рідинами добре помітна, але через якийсь час розчин без перемішування стає однорідним. У процесі змішування двох розчинів речовини перемішуються, переходячи з області високої концентрації в область меншої концентрації.

Прості та складні речовини

Речовини поділяються на прості та складні. Молекули простих речовин складаються з атомів одного виду (, , C).

Молекули складних речовин складаються з атомів різних видів (, , CO). Складні речовини в хімічних реакціях можуть розпадатися на більш прості:

.

Чисті речовини й суміші

Чисті речовини містять молекули одного виду й мають суворо постійні фізичні властивості.

Суміші містять молекули різних видів. Майже всі речовини в природі зустрічаються у вигляді сумішей.

Суміші бувають однорідними й неоднорідними. В однорідних сумішах навіть за допомогою мікроскопа не можна виявити частинки інших речовин (наприклад, розчини солі й цукру у воді). У неоднорідних сумішах неозброєним оком або за допомогою мікроскопа можна знайти частинки інших речовин (наприклад, суміш води з крейдою або глиною).

Основні способи розділення сумішей